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随着我国国民经济快速发展，人民生活水平的提高，人们对电力 的需求越来越大，同时对供电的可靠性和质量提出了更高的要求。电网系统中的设备和用电户，除了要消耗有功功率外，还要消耗无功功率。所谓无功，就是为了维持电源与用电设备的电感、电容之间磁场和电 场振荡所需要的能量，在电力系统中，这种能量是不可缺少的。
保持电力系统中无功功率的平衡，是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网损耗以及系统安全稳定运行的必要条件，无功功率补偿是实现电网无功平衡的重要措施。目前我国电网特别是低压配电网，普通存在功率因数偏低的特点，通过无功补偿提高功率因数，可以降低网损，提高发、供、用电设备的利用率，改善电压质量，增强电力系统可靠性。
目前，已开发出高智能化、高集成化的新型全自动无功补偿装置，能够自动测量、计算配电系统的各种运行参数，自动控制电容器组的投切，补偿系统的无功功率，达到提高功率因数、降低网损、提高电压和电能质量、提高设备利用率的目的。
一、无功补偿主要设备
无功补偿设备主要由：电力电容器、控制器、复合开关、空气开关、快速熔断器、指示灯等电器元件组成，补偿装置可安装在户外 （电线杆上、地上或墙上）或户内，额定工作电压：380V/220V，设有：过压、欠压、相序、缺相、短路、过热、自诊断故障、空载、停电、雷击等保护措施，下面作简要说明。
1、电压保护：可设定电压的上限 （400V-450V范围内任意设定）和下限（300V-370V范围内任意设定），当电网的实际电压超越上限或下限时，欠无功不投，已投的全部在60秒内切除。
2、缺相保护：在发生缺相或中性线断线时欠无功不投，己投的全部在60秒内切除，开关自动报警。
3、短路保护：当补偿装置内部发生短路故障时，快速熔断器能可靠动作，切除故障。
4、停电保护：断电后开关自动跳闸，所有统计数据及设置参数能自动保存，并有程序自恢复功能。
5、防雷保护：柜内安装避雷器。
6、补偿方式：采用混合补偿方式，粗补细补及共补分补相结合，相同容量的电容器自动循环投切，先接通的先分断，后分断的后接通，根据补偿电容的总容量，合理分配共补及分补各组的容量和组数，其配置如下表所示：
自动无功补偿装置的电容配置表
7、投切功能：采用三相复合开关代替传统的交流接触器和可控硅等投切元件，投电容时，保证电压过零合闸；切电容时，保证电流过零分闸，因此可以避免由接触器控制引起的涌流、谐波及触点烧毁的现象，同时也可避免由可控硅控制带来的高温升和高能耗的问题。
二、无功补偿设备的工作原理
低压无功补偿设备工作的基本原理是：首先对系统的电压和电流进行采集，通过装置内CPU的快速运算，得到系统的有功功率、无功功率、无功电流、功率因数等参数，然后可根据需要选择以无功功率、功率因数、无功电流或电压的高低作为电容投切的判据。在实际应用中，我们主要采用以无功功率作基本判据，以系统的电压作辅助判据，来自动控制电容的投切。根据实际情况的需要，还可以选用集中监测分散补偿和就地监测就地补偿两种方法，下面分别介绍：
1、集中监测，分散补偿
与目前在低压电网中大量安装的智能电网监测仪 （安装覆盖率超过60%）配合使用。先通过计算确定最优的无功补偿容量和补偿位置。然后由安装在变压器低压出口侧的电网监测仪，监测各支路的电网数据，并利用低压载波设备通过低压线路把采集到的各项数据发送到对应的无功补偿控制装置，由控制装置自动投切电容器组，从而使低压电网的无功潮流得到改善，其工作原理如圖：
集中监测，分散补偿的工作原理图
2、就地监测，就地补偿
相当部分的农网线路负荷分散，峰谷差较大，低压线路长，线路结构和负载变化复杂。载波通信受线路结构参数和负载特性，特别是谐波的干扰影响，根据实用经验一般情况下可靠传输的距离不宜超过300米，这时候可以采用就地监测就地补偿的方法。无功补偿装置本身可集成智能电网监测仪的所有功能，可以自动采集电网的运行参数，自动控制电容器组的投切，其工作原理如图
就地监测，就地补偿的工作原理图
3、低压无功优化补偿的在线动态控制
目前的智能无功自动补偿装置，较多采用的投切判据是：以无功负荷的需求作基本判据，以电压上、下限约束作辅助判据。按照2/3法则，以单点补偿为例，计算方法如下 （如图）：
低压线路无功补偿控制示意图
图中：Q0——补偿前低压线路总无功负荷
Ql——补偿前补偿点以后线路所需无功负荷
QC——投入的无功补偿容量
（1）如电网数据由变压器低压出口侧集中采集，则按全线路所需无功总负荷的2/3投入补偿电容。
（2）如电网数据由补偿点就地采集 则按补偿点 （后）线路所需无功负荷的两倍投入补偿电容，即：
QC=2Qi
由于低压负荷波动大，没有规律，这两种方法都可能造成由电源或由补偿电容器提供的无功传输距离过远，导致线损增大，甚至造成电容器闲置或过补偿。
（3）对此，结合两种数据采集方式，提出一种新的补偿判据计算方法
即补偿点以后线路所需无功，全部由补偿电容提供，补偿点以前线路所需无功，一半由电源提供，另一半由电容器提供。这样，就可以最大限度地减少无功传输的距离，从而实现无功优化的在线动态控制。
这种方法，同样适用于两点或多点补偿。
4、实际应用中电容器投切的控制方法
上述计算方法只是理论计算的数学模型，式中Q0，Q1是投入电容前线路的无功功率，假设投入电容补偿后在变压器出口侧和补偿点 （后）就地实际测得的无功功率分别为Qf，Qh，显然有：Qf （I）对应变压器出口侧集中采集： Qc=2Qf
（2）对应补偿点就地采集： Qc=2Qh
（3）对应两种数据采集方式相结合： Qc=Qf+Qh
随着补偿电容器的逐级投入〔切除），Qh保持不变，而Qf逐步变小（变大）直到符合控制投切的判据，即取得无功平衡，电容器停止投切。
保持电力系统中无功功率的平衡，是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网损耗以及系统安全稳定运行的必要条件，无功功率补偿是实现电网无功平衡的重要措施。目前我国电网特别是低压配电网，普通存在功率因数偏低的特点，通过无功补偿提高功率因数，可以降低网损，提高发、供、用电设备的利用率，改善电压质量，增强电力系统可靠性。
目前，已开发出高智能化、高集成化的新型全自动无功补偿装置，能够自动测量、计算配电系统的各种运行参数，自动控制电容器组的投切，补偿系统的无功功率，达到提高功率因数、降低网损、提高电压和电能质量、提高设备利用率的目的。
一、无功补偿主要设备
无功补偿设备主要由：电力电容器、控制器、复合开关、空气开关、快速熔断器、指示灯等电器元件组成，补偿装置可安装在户外 （电线杆上、地上或墙上）或户内，额定工作电压：380V/220V，设有：过压、欠压、相序、缺相、短路、过热、自诊断故障、空载、停电、雷击等保护措施，下面作简要说明。
1、电压保护：可设定电压的上限 （400V-450V范围内任意设定）和下限（300V-370V范围内任意设定），当电网的实际电压超越上限或下限时，欠无功不投，已投的全部在60秒内切除。
2、缺相保护：在发生缺相或中性线断线时欠无功不投，己投的全部在60秒内切除，开关自动报警。
3、短路保护：当补偿装置内部发生短路故障时，快速熔断器能可靠动作，切除故障。
4、停电保护：断电后开关自动跳闸，所有统计数据及设置参数能自动保存，并有程序自恢复功能。
5、防雷保护：柜内安装避雷器。
6、补偿方式：采用混合补偿方式，粗补细补及共补分补相结合，相同容量的电容器自动循环投切，先接通的先分断，后分断的后接通，根据补偿电容的总容量，合理分配共补及分补各组的容量和组数，其配置如下表所示：
自动无功补偿装置的电容配置表
7、投切功能：采用三相复合开关代替传统的交流接触器和可控硅等投切元件，投电容时，保证电压过零合闸；切电容时，保证电流过零分闸，因此可以避免由接触器控制引起的涌流、谐波及触点烧毁的现象，同时也可避免由可控硅控制带来的高温升和高能耗的问题。
二、无功补偿设备的工作原理
低压无功补偿设备工作的基本原理是：首先对系统的电压和电流进行采集，通过装置内CPU的快速运算，得到系统的有功功率、无功功率、无功电流、功率因数等参数，然后可根据需要选择以无功功率、功率因数、无功电流或电压的高低作为电容投切的判据。在实际应用中，我们主要采用以无功功率作基本判据，以系统的电压作辅助判据，来自动控制电容的投切。根据实际情况的需要，还可以选用集中监测分散补偿和就地监测就地补偿两种方法，下面分别介绍：
1、集中监测，分散补偿
与目前在低压电网中大量安装的智能电网监测仪 （安装覆盖率超过60%）配合使用。先通过计算确定最优的无功补偿容量和补偿位置。然后由安装在变压器低压出口侧的电网监测仪，监测各支路的电网数据，并利用低压载波设备通过低压线路把采集到的各项数据发送到对应的无功补偿控制装置，由控制装置自动投切电容器组，从而使低压电网的无功潮流得到改善，其工作原理如圖：
集中监测，分散补偿的工作原理图
2、就地监测，就地补偿
相当部分的农网线路负荷分散，峰谷差较大，低压线路长，线路结构和负载变化复杂。载波通信受线路结构参数和负载特性，特别是谐波的干扰影响，根据实用经验一般情况下可靠传输的距离不宜超过300米，这时候可以采用就地监测就地补偿的方法。无功补偿装置本身可集成智能电网监测仪的所有功能，可以自动采集电网的运行参数，自动控制电容器组的投切，其工作原理如图
就地监测，就地补偿的工作原理图
3、低压无功优化补偿的在线动态控制
目前的智能无功自动补偿装置，较多采用的投切判据是：以无功负荷的需求作基本判据，以电压上、下限约束作辅助判据。按照2/3法则，以单点补偿为例，计算方法如下 （如图）：
低压线路无功补偿控制示意图
图中：Q0——补偿前低压线路总无功负荷
Ql——补偿前补偿点以后线路所需无功负荷
QC——投入的无功补偿容量
（1）如电网数据由变压器低压出口侧集中采集，则按全线路所需无功总负荷的2/3投入补偿电容。
（2）如电网数据由补偿点就地采集 则按补偿点 （后）线路所需无功负荷的两倍投入补偿电容，即：
QC=2Qi
由于低压负荷波动大，没有规律，这两种方法都可能造成由电源或由补偿电容器提供的无功传输距离过远，导致线损增大，甚至造成电容器闲置或过补偿。
（3）对此，结合两种数据采集方式，提出一种新的补偿判据计算方法
即补偿点以后线路所需无功，全部由补偿电容提供，补偿点以前线路所需无功，一半由电源提供，另一半由电容器提供。这样，就可以最大限度地减少无功传输的距离，从而实现无功优化的在线动态控制。
这种方法，同样适用于两点或多点补偿。
4、实际应用中电容器投切的控制方法
上述计算方法只是理论计算的数学模型，式中Q0，Q1是投入电容前线路的无功功率，假设投入电容补偿后在变压器出口侧和补偿点 （后）就地实际测得的无功功率分别为Qf，Qh，显然有：Qf
（2）对应补偿点就地采集： Qc=2Qh
（3）对应两种数据采集方式相结合： Qc=Qf+Qh
随着补偿电容器的逐级投入〔切除），Qh保持不变，而Qf逐步变小（变大）直到符合控制投切的判据，即取得无功平衡，电容器停止投切。